BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 1. kondisi equilibrium adalah metode praktis untuk analisis dan hitungan

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Dasar-dasar Hodrolika Sumuran Dalam tinjauan praktis dan perhitungan hidrolika sumuran ini dibedakan menjadi dua hal yaitu: 1. kondisi equilibrium adalah metode praktis untuk analisis dan hitungan hidrolika sumuran. Tujuan dari rumus-rumus yang dibuat adalah mengusahakan hubungan bentuk muka air preatik (phreatic) dengan laju pemompaaan air dari sumur yang berada pada suatu aquifer homogen (Sudjarwadi, 1987), 2. kondisi non equilibrium adalah karena sering terjadi bahwa memompa air sumur sampai equilibrium tidak efisien, theis menyajikan analisis pada pemompaan dari sumur diaquifer homogen dan isotropik dengan mempertimbangkan efek waktu dan karakteristik tampungan aquifer (Sudjarwadi, 1987), II.2 Air tanah Air tanah adalah air yang terdapat dalam tanah yang menempati atau mengisi por-pori tanah (Sudjarwadi, 1987), II.3 Tanah Tanah adalah kumpulan butir-butir mineral alam yang melekat atau melekat tidak erat, sehingga masih mudah dipisahkan (Hary Cristady Hardiyatmo, 2002). 4

2 5 II.4 Fraksi-Fraksi Tanah Fraksi-fraksi tanah adalah pengelompokan jenis-jenis tanah berdasarkan ukuran butir tanah (Hary Cristady Hardiyatmo, 2002). II.5 Gradasi Tanah Gradasi tanah adalah susunan dari ukuran butir tanah yang membentuk suatu komponen tanah (Hary Cristady Hardiyatmo, 2002). Pada percobaan gradasi tanah dibagi menjadi dua percobaan yaitu: 1. Sieve analysis (analisis saringan atau ayakan) digunakan untuk menentukan pembagian ukuran diameter butir tanah yang lebih besar dari 0,074 mm. 2. Hidrometer analysis digunakan untuk menentukan pembagian ukuran diameter butir tanah yang lebih besar dari 0,0002 mm dan lebih kecil dari 0,074 mm II.6 Pemadatan Tanah Pemadatan tanah adalah proses mekanik yang digunakan untuk menjadikan tanah lebih padat dan sekaligus mengeluarkan udara dari dalam tanah dan untuk memperkecil pori-pori tanah, sehingga berat volume tanah menjadi lebih tinggi dan kemampuan tanah dalam menahan beban menjadi lebih tinggi (Laurence D. Wesley).

3 BAB III LANDASAN TEORI III.1 Analisis Hidrolika Sumuran Gambar : 3.1 Hidrolika sumuran dengan kondisi equilibrium 1. Untuk laju pemompaan pada kondisi equilibrium dihitung menurut persamaan : q = 2 π.x.y.u (3.1) dengan: q = laju pemompaan 2 π x = keliling basah y = kedalaman u = kecepatan aliran melewati media 6

4 7 2. Untuk mendapatkan nilai y pada jarak x dihitung menurut persamaan: 1/2 y 2 = ln x + c (3.2) 3. Untuk sumur observasi didapat hubungan : q = (3.3) K = (3.4) 4. Untuk sumur tinjauan didapat debit: Q =, (3.5)

5 8 III.2 Uji Permeabilitas Dengan Menggunakan Sumur Uji Gambar : 3.2 Uji permeabilitas dengan sumur uji 1. Untuk uji permeabilitas dengan sumur uji dapat dihitung dengan persamaan : q = va = kia = k (dy/dx) A (m 3 /det) (3.6) dengan: v = kecepatan aliran (m/det) A = luas aliran (m 2 ) i = dy/dx = gradien hidrolik dy = ordinat kurva penurunan dx = absis kurva penurunan Luas penampang pengaliran A dapat dianggap sebagai sebuah tabung vertikal dengan tinggi y dengan jari-jari x. Jadi,

6 9 A = 2π x y (3.7) Bila kemiringan kurva penurunan air adalah dy/dx = 1, maka persamaan debit air yang masuk kedalam sumur : q = k (dy/dx) 2π x y (3.8) untuk y 1 = h, y 2 = y dan x 1 = r 0, x 2 = x, maka : y 2 h 2 = ln (3.9) Jika terdapat dua sumur pengamat sembarang, y 2 = h 2, y 1 = h 1 dan x 1 = r 1 dan x 2 = r 2, maka diperoleh : h 2 2 h 1 2 = ln (3.10) atau : k = atau : k = ln (3.11), log (3.12) Bila x 1 = r 0 dan x 2 = R, dan untuk y 1 = h dan y 2 = H, maka : k = atau : k = ln (3.13), ln (3.14) Jika penurunan muka air maksimum pada debit Q tertentu adalah S mak, sedang S mak = H h, maka : k =, log (3.15)

7 10 Dari hasil pengamatan yang dilakukan oleh Sichardt (1930), nilai R dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan : III.3 Analisis Gradasi Ukuran Butir Tanah Kasar Untuk analisis distribusi ukuran butir tanah kasar digunakan metode sieve analysis (analisa saringan/ayakan), untuk menentukan baik atau buruknya ukuran gradasi tanah dapat dilihat dari kemiringan dan bentuk umum dari kurva distribusi ukuran butir tanah dengan persamaan: 1. Koefisien uniformitas (koefisien keseragaman) Cu = 2. Koefisien lengkung Cc =. Dengan : D 60 = 60% berat butiran total yang mempunyai diameter butiran lebih kecil dari ukuran butir tertentu. D 30 = 30% berat butiran total yang mempunyai diameter butiran lebih kecil dari ukuran butir tertentu. D 10 = 10% berat butiran total yang mempunyai diameter butiran lebih kecil dari ukuran butir tertentu.

8 11 III.4 Analisis Pemadatan Tanah Untuk analisis pemadatan tanah dilakukan dilaboratorium. Maksud dari pemadatan tanah adalah untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan (berat volume kering) tanah sehingga dapat diketahui kepadatan maksimum dan kadar air optimum. Dalam percobaan ini dipakai cara pemadatan standar. Dalam pemadatan tanah digunakan persamaan-persamaan sebagai berikut : a. Berat volume tanah basah γb = dimana, W 1 = berat silinder + tanah W 2 = berat silinder b. Berat volume kering γk = III.5 Parameter Tanah dan Hubungannya diantaranya : Untuk mengetahui parameter dan hubungannya, digunakan persamaan 1. Berat unit tanah (γ) γ =. γw Dengan :

9 12 G = berat jenis S = derajat kejenuhan e = angka pori γw = berat volume air III.6 Pengaruh Tekanan Tanah dan Air Tanah Untuk mengetahui pengaruh tekanan tanah dan air tanah pada tanah homogen digunakan persamaan : Ea1 Ea2 H.γ.ka H.γw Gambar : 3.3 Pengaruh Tekanan Tanah dan Air Tanah Ka = tg 2 (45 Φ/2) Ea1 = 1/2. H 2.ka. γ Ea2 = 1/2. H 2. γw Dengan : H = kedalaman air γw = berat volume air γ = berat volume tanah terendam air

10 13 III.7 Pengaruh Tekanan Tanah dan Air Tanah Pada Tanah Berlapis Untuk mengetahui pengaruh tekanan tanah dan air tanah pada tanah berlapis digunakan persamaan : H.γ.ka H.γw Gambar : 3.4 Pengaruh Tekanan Tanah dan Air Tanah Ka Ea = tg 2 (45 Φ/2) = 1/2. H 2. γw Ea1 = 1/2. H 2.ka. γ Ea2 = 1/2. H 2.ka. γ Ea3 = 1/2. H 2.ka. γ Dengan : H = kedalaman air γw = berat volume air γ = berat volume tanah terendam Ea = tekanan tanah aktif